GOST 3565-80

GOST 3565–80 Métaux. Méthode d'essai de torsion (avec amendement n° 1)

GOST 3565–80
Groupe B09

NORME D'ÉTAT DE L'UNION DE LA SSR

MÉTAUX

Méthode d'essai de torsion

Métaux. Méthode d'essai de torsion

Valable le 01/07/81
jusqu'au 01.07.91*
______________________________________________
* Limite de validité levée par décret
Norme d'État de l'URSS N 464 du 04/09/91.
(IUS N 7, 1991). - Notez "CODE".

APPROUVÉ ET INTRODUIT PAR Décret du Comité d'État de l'URSS pour les normes du 30 mai 1980 N 2445

AU LIEU DE GOST 3565–58

REPUBLICATION (février 1988) avec modification n° 1, approuvée en mars 1982 (IUS 6-82).

Cette norme s'applique aux métaux et alliages ferreux et non ferreux, ainsi qu'aux produits fabriqués à partir de ceux-ci, et établit des méthodes d'essais de torsion statique à une température de 20 °C pour déterminer les caractéristiques des propriétés mécaniques et la nature de la rupture en torsion.

La norme n'établit pas de méthodes d'essai pour la torsion dans des conditions de températures élevées et basses, de vide, d'environnements chimiquement actifs et d'exposition aux rayonnements.

1. DISPOSITIONS GÉNÉRALES

1.1. Les termes, définitions et désignations utilisés dans la présente norme sont donnés dans l'Annexe 1 obligatoire.

1.2. Selon les résultats des essais de torsion des éprouvettes, les caractéristiques mécaniques suivantes sont déterminées :

module de cisaillement,

limite de proportionnalité,

limite d'élasticité,

résistance à la traction (conditionnel),

résistance à la traction (vraie),

décalage résiduel maximal,

la nature de la destruction (coupure ou déchirure).

2. ÉQUIPEMENT D'ESSAI

2.1. Pour les essais de torsion, une machine d'essai peut être utilisée qui fournit :

torsion libre des échantillons sans aucune charge supplémentaire sur l'échantillon pendant tout le processus de test ;

centrage de l'échantillon dans les mors avec un désalignement ne dépassant pas 0,1 mm pour chaque 100 mm;

douceur du chargement statique (sans poussées ni chocs);

mouvement libre de l'une des pinces le long de l'axe de l'échantillon ;

mesure de la charge avec une erreur ne dépassant pas ±1 % de la valeur de la charge mesurée, à partir de 0,2 de la plus grande valeur de chaque plage, mais pas inférieure à 0,04 de la charge ultime ;

variations des lectures du dynamomètre sous chargement et chargement répétés, ne dépassant pas l'erreur tolérée de mesure de la force;

la possibilité de charger avec une précision d'une plus petite division de l'échelle de la machine de mesure de force de la machine d'essai ;

maintenir la constance des lectures du dynamomètre pendant au moins 30 s ;

mesure de l'angle de torsion avec une erreur n'excédant pas 1°.

(Édition modifiée, Rev. N 1).

3. ÉCHANTILLONS

3.1. Pour les essais de torsion, des échantillons cylindriques d'un diamètre dans la partie travaillante de 10 mm et d'une longueur estimée de 100 et 50 mm sont utilisés comme principaux, avec des têtes aux extrémités pour la fixation dans les poignées de la machine d'essai.

Noter. La longueur estimée est la longueur de la partie cylindrique de l'échantillon, sur laquelle la déformation angulaire est mesurée. La base de mesure de l'appareil doit être située dans la partie médiane de l'échantillon. Le test d'échantillons de produits métalliques d'un diamètre inférieur à 5 mm est effectué uniquement en tenant compte des exigences des normes pour ces types de produits.

3.2. Il est permis de tester des échantillons et des produits proportionnels à la normale, ainsi que des échantillons tubulaires.

Noter. Les résultats des tests des échantillons tubulaires ne peuvent être utilisés que s'il n'y a pas de perte de leur stabilité.

3.3. La forme et les dimensions des têtes d'échantillon sont déterminées par la méthode de fixation de l'échantillon dans les poignées de la machine d'essai.

3.4. La transition entre la partie travaillante de l'échantillon et ses têtes doit être lisse avec un rayon de courbure d'au moins 3 mm.

3.5. La différence entre le plus grand et le plus petit diamètre de la partie travaillante de l'échantillon principal ne doit pas dépasser 0,2 % de la valeur nominale du diamètre.

3.6. Le diamètre de l'échantillon est mesuré avec une erreur ne dépassant pas 0,01 mm et sa longueur avec une erreur ne dépassant pas 0,1 mm.

3.7. La vérification des dimensions de l'échantillon est effectuée avant l'essai avec un instrument de mesure qui satisfait aux exigences de l'article 3.6.

3.8. La technologie de fabrication des échantillons ne doit pas affecter les propriétés mécaniques du matériau de départ.

3.9. La rugosité de surface de la partie travaillante des éprouvettes cylindriques principales doit correspondre à µm selon GOST 2789–73 .

4. RÉALISATION DES TESTS ET TRAITEMENT DES RÉSULTATS

4.1. Lors du test de torsion, la valeur de charge est comptée avec une précision d'une division de l'échelle du dynamomètre. La précision des angles de mesure correspond au prix de division du goniomètre. Le calcul des caractéristiques mécaniques basé sur les résultats des tests est effectué avec une précision de 1%.

4.2. Détermination du module de cisaillement en torsion.

4.2.1. Installez et fixez l'échantillon d'essai dans les poignées de la machine d'essai. Charger l'échantillon avec un couple correspondant à la contrainte de cisaillement initiale , soit 10 % de la limite de proportionnalité attendue du matériau, un goniomètre est fixé sur la partie travaillante de l'échantillon et la lecture initiale du goniomètre, prise nulle, est notée.

4.2.2. L'échantillon est chargé avec un couple par étapes égales (au moins trois) de sorte que les contraintes dans l'échantillon ne dépassent pas la limite de proportionnalité, et les angles de torsion de l'échantillon sont enregistrés à chaque étape de chargement à sa longueur estimée. Le temps d'enregistrement de l'angle de torsion ne doit pas dépasser 10 s.

4.2.3. Module de cisaillement en torsion en MPa (kgf/mm ) est calculé par la formule

où — stade de chargement, N mm (kgf mm) ;

— longueur estimée de l'échantillon, mm ;

— valeur moyenne arithmétique des angles de torsion sur la longueur estimée de l'échantillon, par étape de chargement, rad ;

— moment d'inertie polaire, mm .

Noter. Pour un échantillon de section ronde de diamètre le moment d'inertie polaire est calculé par la formule

Pour un échantillon tubulaire de section annulaire de diamètre extérieur et épaisseur de paroi

.

4.2.4. Un exemple de détermination du module de cisaillement en torsion est donné en référence annexe 2.

4.2.5. Le module de cisaillement en torsion peut également être déterminé à partir de la tangente de la pente de la section droite du diagramme de déformation correspondant à la déformation élastique, si l'échelle du diagramme ne fournit pas plus de 0,01 % du décalage relatif pour 1 mm d'abscisse axe et pas plus de 1 MPa (0,102 kgf / mm ) contrainte de cisaillement par axe y de 1 mm.

4.3. Détermination de la limite de proportionnalité en torsion

4.3.1. Effectuez les opérations spécifiées dans la clause 4.2.1.

4.3.2. L'échantillon est chargé d'abord par grandes puis par petites étapes, en notant la déformation angulaire après chaque étape de chargement. Le chargement par grands pas est effectué jusqu'à 80% de la limite proportionnelle attendue. Les paliers de petits chargements sont choisis pour qu'avant d'atteindre la limite de proportionnalité il y ait au moins cinq paliers de petits chargements. La valeur d'un faible degré de chargement doit correspondre à une augmentation de la contrainte de cisaillement ne dépassant pas 10 MPa (1,02 kgf / mm ).

4.3.3. L'essai est terminé lorsque la déformation angulaire due au chargement sur un petit pas dépasse au moins deux fois la valeur moyenne de la déformation angulaire obtenue aux pas de chargement précédents dans la section linéaire.

4.3.4. La valeur de l'incrément de l'angle de torsion par un petit palier de chargement dans une section linéaire est déterminée. La valeur résultante est augmentée conformément à la tolérance acceptée. Selon les résultats des tests, la charge est déterminée , correspondant à la valeur calculée de l'incrément d'angle de torsion. Si la valeur de la déformation angulaire calculée conformément à la tolérance acceptée est répétée plusieurs fois, alors pour la charge prendre la première (plus petite) valeur de charge.

Noter. Dans les cas où une valeur affinée de la limite de proportionnalité est nécessaire, une interpolation linéaire est autorisée.

4.3.5. Charger peut également être déterminé à partir du diagramme de déformation illustré à la figure 1, si l'échelle du diagramme ne fournit pas plus de 0,05% de décalage relatif par 1 mm de l'axe des x et pas plus de 5 MPa (0,51 kgf / mm ) contrainte de cisaillement par axe y de 1 mm.

Fig.1 Diagramme de déformation

Merde.1

4.3.5.1. Pour déterminer tracer une ligne droite sur le schéma , coïncidant avec la section droite initiale de la courbe de déformation. À travers le point tracer l'axe des ordonnées , puis tout droit , parallèle à l'axe des x à un niveau arbitraire, et sur cette ligne un segment est posé , égal à la moitié du segment . À travers le point et l'origine des coordonnées trace une ligne droite et parallèlement à elle la tangente à la courbe de déformation. Ordonnée du point de contact correspondant

uet .

4.3.6. Limite proportionnelle de torsion en MPa (kgf/mm ) est calculé par la formule

où — moment de résistance polaire, mm .

Noter. Pour un échantillon de section circulaire, le moment de résistance est calculé par la formule

Pour un échantillon tubulaire de section annulaire -

.

4.3.7. Un exemple de détermination de la limite proportionnelle en torsion est donné en référence annexe 3.

4.4. Détermination de la limite d'élasticité en torsion

4.4.1. Effectuez les opérations indiquées dans les paragraphes. 4.2.1 et 4.3.2 - 4.3.4. La déformation jusqu'à la limite de proportionnalité est considérée comme élastique et au-delà de la limite de proportionnalité - résiduelle.

4.4.2. Calculer le décalage relatif en pourcentage selon la formule

,

où est l'angle de torsion de l'échantillon à sa longueur estimée, correspondant à la limite de proportionnalité lors de la torsion, rad ;

est le diamètre de la partie travaillante de l'échantillon, mm;

— longueur estimée de l'échantillon, mm.

4.4.3. Ajouter au décalage relatif tolérance de décalage résiduel 0,3 % et en amplitude trouver l'angle de torsion de la longueur estimée de l'échantillon correspondant à la limite d'élasticité.

4.4.4. Continuez à charger l'échantillon au-delà de la limite proportionnelle jusqu'à ce que l'angle de torsion soit atteint. correspondant à la valeur et fixer la charge correspondant à la limite d'élasticité.

4.4.5. Charger peut également être déterminé à partir du diagramme de déformation illustré à la figure 2, si l'échelle du diagramme ne fournit pas plus de 0,05% de décalage relatif par 1 m de l'axe des x et pas plus de 5 MPa (0,51 kgf / mm ) contrainte de cisaillement par axe y de 1 mm.

Fig. 2 Diagramme de déformation

Merde.2

4.4.5.1. Pour déterminer de l'origine poser un segment de droite le long de l'abscisse , correspondant au décalage résiduel . La partie curviligne initiale du diagramme est exclue. D'un point tracer une ligne parallèle à la ligne , jusqu'à son intersection avec la courbe (point ). Ordonnée du point l'intersection de la droite avec la courbe du diagramme est la valeur de charge , correspondant à la limite de débit

ty.

4.4.6. Limite d'élasticité en torsion en MPa (kgf/mm ) est calculé par la formule

.

4.4.7. Un exemple de détermination de la limite d'élasticité est donné en référence annexe 4.

4.5. Détermination de la résistance conditionnelle à la torsion

4.5.1. L'échantillon est installé et fixé dans les poignées de la machine d'essai et chargé jusqu'à la rupture, fixant la charge de rupture. . En même temps, l'angle de torsion maximal est enregistré sur la longueur estimée de l'échantillon qui est utilisé dans le calcul (voir rubrique 4.7).

4.5.2. Résistance à la torsion conditionnelle en MPa (kgf/mm ) est calculé par la formule

.

4.6. Détermination de la véritable résistance à la torsion

4.6.1. L'échantillon est installé et fixé dans les mors de la machine d'essai et chargé jusqu'à l'apparition de déformations plastiques.

4.6.2. L'échantillon est chargé par étapes jusqu'à sa destruction, en fixant les charges et leurs angles de torsion correspondants sur la longueur estimée de l'échantillon dans le processus de déformation monotone de l'échantillon à une vitesse donnée.

4.6.3. Calculer les angles relatifs de torsion en rad/mm selon la formule

.

4.6.4. Selon les valeurs calculées et charges construire la section finale de la courbe en coordonnées (vous pouvez également utiliser le tableau enregistré pendant le test). Pour le point de la courbe correspondant au moment de destruction de l'échantillon, la valeur est déterminée graphiquement , égale à la tangente de l'angle entre la tangente à la courbe en ce point et l'axe des abscisses (en tenant compte de l'échelle). La dimension de la valeur spécifiée .

4.6.5. Véritable résistance à la torsion en MPa (kgf/mm ) est calculé par la formule

,

où est le couple à la rupture de l'éprouvette, kgf mm ;

est l'angle de torsion relatif à la rupture de l'échantillon, rad/mm ;

— valeur déterminée graphiquement conformément à la clause 4.6.4.

4.7. Cisaillement de torsion résiduel maximal ( ) est calculé par la formule

,

si la valeur de décalage ne dépasse pas 0,1 rad. Avec une plus grande déformation, le cisaillement résiduel maximal est déterminé par la formule

,

où est l'angle de torsion maximal à la longueur efficace de l'éprouvette, rad (clause 4.5.1).

Il est permis d'exprimer en pourcentage, en multipliant la valeur calculée par 100.

Noter. Pour les métaux ductiles, dans lesquels la quantité de déformation élastique est relativement faible (pas plus de 10% de la déformation totale), il est permis de prendre le cisaillement total comme résiduel. Pour les métaux à faible ductilité, dans lesquels la déformation élastique est relativement importante, pour déterminer le cisaillement résiduel maximal doit être soustrait du déplacement total cisaillement élastique , calculé par la formule

,

où - résistance à la torsion conditionnelle de ce matériau, MPa (kgf / mm );

— module de cisaillement de ce matériau, MPa (kgf/mm ).

4.8. Les caractéristiques mécaniques spécifiées au paragraphe 1.2 peuvent être déterminées à partir des résultats d'un essai de torsion d'un échantillon en combinant les opérations correspondantes indiquées aux paragraphes. 4.2−4.7.

4.9. Un exemple de formulaire de rapport d'essai de torsion pour éprouvettes cylindriques est donné en annexe 5 de référence.

ANNEXE 1 (obligatoire). TERMES, DÉFINITIONS ET SYMBOLES

ANNEXE 1
Obligatoire

1. Les termes, définitions et désignations communs à toutes les méthodes d'essai sont donnés dans GOST 16504–81 .

2. Les termes, définitions et symboles relatifs aux essais de torsion sont donnés dans le tableau.

ANNEXE 2 (informative). EXEMPLE DE DETERMINATION DU MODULE DE CISAILLEMENT EN TORSION

ANNEXE 2
Référence

Le matériau testé est l'acier au carbone.

Dimensions de l'échantillon :

=10mm;

moment d'inertie de la section transversale millimètre ;

moment de résistance millimètre ;

longueur efficace et base du goniomètre millimètre ;

le prix de division de l'échelle du goniomètre est de 0,00025 rad.

Limite de proportionnalité attendue MPa

Tension initiale MPa, qui correspond au moment N mm, arrondi accepté Nmm.

Charge maximale en N mm, correspondant à 80 % de la charge de la bande proportionnelle attendue, est N mm. Accepter N mm.

Pour obtenir trois étapes dans l'intervalle de charge spécifié, l'étape de chargement en N mm calculé par la formule

N mm.

Accepter Nmm.

Les résultats des tests sont enregistrés dans le tableau.

Différence de lecture moyenne par étape de chargement : N mm - 55 divisions, ce qui correspond à l'angle de torsion.

content.

Module de cisaillement

MPa.

ANNEXE 3 (informative). EXEMPLE DE DÉTERMINATION DE LA LIMITE DE PROPORTIONNALITÉ DE TORSION

ANNEXE 3
Référence

Le matériau à tester, les dimensions de l'échantillon et le calcul des trois premiers paliers de chargement sont donnés dans l'annexe 2 de référence de la présente norme.

Accepter N mm, nous effectuons le chargement en trois étapes et écrivons les résultats des tests dans le tableau.

Le chargement ultérieur est effectué par petites étapes N mm (correspondant à l'incrément de tension MPa) à un écart notable par rapport à la loi de proportionnalité, en prenant les lectures du goniomètre. Les résultats des tests sont enregistrés dans le tableau.

La valeur moyenne de l'incrément des lectures du goniomètre pour faible charge N mm dans la section linéaire est

divisions d'échelle.

Étant donné que lors de la détermination de la limite proportionnelle, une tolérance de 50 % est acceptée pour une augmentation de la tangente de l'angle de pente entre la tangente à la courbe de déformation et l'axe de charge, la valeur augmenter de 50 % et l'incrément requis des lectures du goniomètre par étape de charge N mm, correspondant à la limite de proportionnalité, sera,

divisions d'échelle.

Valeur approximative selon le tableau est égal à 50000 N-mm.

Valeur de charge corrigée peut être obtenu en appliquant la méthode d'interpolation linéaire

52000 Nmm - 50000 Nmm = 2000 Nmm.

17 divisions - 13 divisions = 4 divisions.

Charge supplémentaire déterminé à partir de la proportion

où 2,5 divisions est la différence entre l'incrément spécifié de la référence (15,5 divisions) et l'incrément reçu de 13 divisions (avec N mm).

Charge supplémentaire en N mm est égal à

Nmm.

Valeur de charge corrigée , correspondant à la limite de proportionnalité, est égal à

N mm.

limite proportionnelle , correspondant à la charge calculée, est égal à

MPa.

ANNEXE 4 (informative). EXEMPLE DE DÉTERMINATION DE LA RÉSISTANCE ÉLASTIQUE À LA TORSION

ANNEXE 4
Référence

Nous effectuons séquentiellement toutes les opérations décrites dans l'annexe 3 de référence de cette norme, à l'exception du comptage .

À l'aide de la proportion, nous déterminons l'incrément des lectures de l'échelle du goniomètre correspondant à la charge supplémentaire N mm.

d'ici divisions.

L'indication du rapporteur, correspondant à la limite de proportionnalité, est égale à

232 cas + 11 cas. = 243 cas

Angle de torsion blessée

content.

Décalage relatif équivaut à

.

Le nombre de divisions de l'échelle du goniomètre correspondant au décalage déterminé par la formule

affaires.

Lecture à l'échelle du rapporteur à laquelle la charge de limite d'élasticité sera atteinte équivaut à

243 fichiers + 240 fichiers = 483 cas

Chargez manuellement l'échantillon en douceur et fixez la charge au moment de lire le goniomètre à 483 divisions.

On a N mm.

Limite d'élasticité , correspondant , est égal à

MPa

ANNEXE 5 (informative). EXEMPLE DE FORME DE RAPPORT D'ESSAI DE TORSION CYLINDRIQUE

ANNEXE 5
Référence

EXEMPLE DE FORMULAIRE DE RAPPORT D'ESSAI DE TORSION D'ÉPROUVETTES CYLINDRIQUES

PROTOCOLE N_______

essai de torsion d'éprouvettes cylindriques ________ par machine ____

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publication officielle
M. : Maison d'édition de normes, 1988